分布式虛擬機(jī)存儲系統(tǒng)的虛擬元數(shù)據(jù)服務(wù)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、虛擬機(jī)是搭建“基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)”云平臺的基礎(chǔ)，隨著云計(jì)算的快速發(fā)展，虛擬機(jī)數(shù)據(jù)后端存儲成為重要研究課題。分布式塊存儲系統(tǒng)是典型的虛擬機(jī)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，一般采用無中心節(jié)點(diǎn)的全對稱架構(gòu)，只提供數(shù)據(jù)強(qiáng)一致性保證，而分布式系統(tǒng)一致性和可用性不能兼顧的，因此系統(tǒng)可用性不高。系統(tǒng)中加入元數(shù)據(jù)服務(wù)器可以提供多種數(shù)據(jù)一致性策略，但會有單點(diǎn)故障、擴(kuò)展性差和元數(shù)據(jù)同步開銷等缺點(diǎn)。虛擬機(jī)是獨(dú)占虛擬塊設(shè)備的，因此存儲系統(tǒng)中的每個(gè)數(shù)據(jù)都只有唯一的虛擬機(jī)修改。

2、　　針對虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)訪問特性，在無中心節(jié)點(diǎn)的分布式塊存儲系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了虛擬元數(shù)據(jù)服務(wù)器。通過在系統(tǒng)與虛擬機(jī)客戶端連接的節(jié)點(diǎn)保存虛擬塊設(shè)備的元數(shù)據(jù)，使節(jié)點(diǎn)具備元數(shù)據(jù)服務(wù)器的功能并用來組織數(shù)據(jù)訪問，在系統(tǒng)中虛擬了多個(gè)虛擬元數(shù)據(jù)服務(wù)器。在虛擬塊設(shè)備的元數(shù)據(jù)中記錄了數(shù)據(jù)副本版本信息和訪問開銷，使得系統(tǒng)能夠異步的修改數(shù)據(jù)的副本，并能夠根據(jù)節(jié)點(diǎn)負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)動態(tài)調(diào)整訪問的數(shù)據(jù)副本。數(shù)據(jù)副本數(shù)據(jù)和版本同時(shí)存儲方法保證了元數(shù)據(jù)的安全性，解決了單點(diǎn)故障問題

3、，數(shù)據(jù)一致性后臺檢測與恢復(fù)技術(shù)保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致性，同時(shí)虛擬塊設(shè)備的獨(dú)占性也消除了元數(shù)據(jù)同步開銷并大大降低了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。從而設(shè)計(jì)在繼承了全對稱架構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)為系統(tǒng)提供了多種數(shù)據(jù)一致性策略，提高了系統(tǒng)可用性。
　　在開源“牧羊犬”平臺實(shí)現(xiàn)了虛擬元數(shù)據(jù)服務(wù)器的設(shè)計(jì)，為系統(tǒng)添加了數(shù)據(jù)弱一致性策略。通過原生“牧羊犬”系統(tǒng)、改進(jìn)的強(qiáng)一致性實(shí)現(xiàn)和虛擬元數(shù)據(jù)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的對比測試，虛擬元數(shù)據(jù)服務(wù)器設(shè)計(jì)在數(shù)據(jù)順序讀寫測試中寫性能提高了約30％而讀